Анализатор термоотражения во временной области

Для определения теплопроводности и температуропроводности тонких пленок с толщиной в нанометровом диапазоне

Метод LFA обычно применяется для образцов толщиной от 0,1 мм до 6 мм. Однако с учетом постоянно совершенствующихся конструкций электронных приборов и связанного с этим спроса на эффективное терморегулирование, как никогда важно добиться точных измерений теплопроводности, температуропроводности и переходного контактного сопротивления в нанометровом диапазоне. В этой области применения толщина материалов варьируется от 10 нм до 20 мкм. Они могут иметь форму накопителей с фазовым переходом (PCM), термоэлектрических тонких пленок, светоизлучающих диодов (LED), диэлектрических интерфейсных слоев или даже прозрачных проводящих пленок (TCF).

Продукция

Преимущества

Метод

Приложения

СМИ

Связаться с

Наши анализаторы терморефлектанса во временной области

Изучите ассортимент инструментов NETZSCH TDTR

PicoTR
Терморефлексия во временной области с использованием импульсного светового нагрева
- Ширина импульса: 0,5 пс
- 10 нм ... 900 нм Толщина образца
- 0.01 ... 1000 мм²/с Диапазон
NanoTR
Терморефлексия во временной области с использованием импульсного светового нагрева
- Ширина импульса: 1 нс
- 30 нм ... 20 мкм Толщина образца
- 0.01 ... 1000 мм²/с Диапазон

Преимущества инструментов NETZSCH TDTR

NETZSCH Анализаторы времяпролетного термоотражения (TDTR) позволяют проводить точную, неразрушающую термическую характеризацию сверхтонких пленок и интерфейсов толщиной от нескольких нанометров до десятков микрометров. Используя сверхбыстрые лазерные импульсы, эти анализаторы предоставляют точные данные о теплопроводности, теплопроводности и межфазном термическом сопротивлении за считанные минуты - даже для тонких или узорчатых образцов.

Измерение сверхтонких пленок
Точные результаты по теплопроводности/теплопроводности для слоев толщиной от нескольких нанометров до десятков микрометров.
Бесконтактное и неразрушающее
Сверхбыстрый лазерный нагрев/обнаружение сохраняет хрупкие поверхности.
Конфигурации RF и FF
NanoTR и PicoTR могут быть сконфигурированы как для RF (нагрев сзади/фронтальное обнаружение), так и для FF (нагрев спереди/фронтальное обнаружение) измерений.
Универсальный
Работает с непрозрачными и прозрачными образцами с помощью режимов переднего или заднего нагрева / переднего обнаружения.
Быстрый и всеобъемлющий
Определяет теплопроводность, теплопроводность и межфазное термическое сопротивление за считанные минуты.
Стандартизированный и надежный
Соответствует стандарту JIS R 1689/1690 для получения прослеживаемых результатов.
Широчайший диапазон толщин: В сочетании с нашими приборами LFA мы можем предложить решения для всех областей - от тонких пленок в нанометровом диапазоне до сыпучих материалов в миллиметровом диапазоне.

Длительный срок службы инструмента

Высококачественный инструмент в сочетании с долгосрочной доступностью запасных частей

Всегда рядом

Прямой контакт с вашими экспертами NETZSCH из сервисной службы, лаборатории и отдела обучения

Proven Excellence на службе

Мы поддерживаем ваш инструмент NETZSCH на протяжении всего его жизненного цикла

Принцип метода TDTR

Схема, иллюстрирующая установку для измерения тепловой диффузии в тонких пленках на прозрачных подложках методом TDTR. — Рисунок: Установка для измерения термоотражения

График, иллюстрирующий время распространения тепла для различных приборов термического анализа, подчеркивает эффективность LFA HyperFlash® и PicoTR. — Рисунок: `NanoTR` и `PicoTR` могут быть использованы для определения теплопроводности в нанометровом диапазоне толщин

Терморефлексия с помощью импульсного светового нагрева

В отличие от обычного метода лазерной вспышки, здесь не используется инфракрасный детектор для измерения повышения температуры образца после короткого лазерного импульса. Вместо этого для генерации измерительного сигнала (изменения напряжения) используется зависящая от температуры отражательная способность поверхности.

Тонкая пленка нагревается коротким лазерным импульсом (лазер накачки). В то же время дополнительный лазер (зондирующий лазер) остается включенным постоянно. Лазерное излучение зондирующего лазера отражается от поверхности пленки на детектор. Абсолютное значение изменения напряжения на детекторе пропорционально изменению температуры поверхности пленки. Расчет модели на основе изменения напряжения дает время тепловой диффузии и теплопроводность тонких пленок.

Время тепловой диффузии (t) зависит от толщины (d) и теплопроводности (a). Возможные диапазоны времени тепловой диффузии показаны на рисунке 1. Нижний предел для LFA 467, например, составляет ~500 мкс, что сопоставимо с толщиной медной пластины в 200 мкм. В противоположность этому PicoTR (пикосекундный терморефлектометр) способен измерить толщину молибденовой пленки в 100 нм. Для применения в диапазоне между LFA и PicoTRболее экономичный NanoTR (наносекундный терморефлектометр).

A person with blue gloves holds a circuit board showcasing intricate copper pathways and soldered connections, emphasizing precision in technology.

Терморегулирование тонких пленок

Национальный институт передовой промышленной науки и технологии (AIST), Япония, уже откликнулся на требования промышленности, разработав в начале 90-х годов "импульсный световой метод терморефлектометрии". Корпорация PicoTherm была основана в 2008 году, выпустив нано-секундный терморефлектометрический прибор "NanoTR" и пико-секундный терморефлектометрический прибор "PicoTR", позволяющих проводить абсолютные измерения температуропроводности тонких пленок в диапазоне толщин от нескольких десятков микрометров до нанометрового диапазона.

В октябре 2020 года компания PicoTherm присоединилась к группе NETZSCH в качестве дочерней компании NETZSCH Japan. В сочетании с нашими системами LFA, линейка продуктов PicoTherm позволяет NETZSCH предлагать решения для всех областей - от тонких пленок нанометрового диапазона до сыпучих материалов миллиметрового диапазона.

Часто задаваемые вопросы

NanoTR сравнение с PicoTR - основные различия

1. Временное разрешение и диапазон измерений

NanoTR работает с наносекундным (ns) временным разрешением, идеально подходит для толстых тонких пленок толщиной от нескольких микрометров до десятков нанометров.

PicoTR работает с пикосекундным (ps) временным разрешением, позволяя проводить точные измерения на ультратонких пленках толщиной от нескольких десятков нанометров до нескольких сотен нанометров.

2. Технические характеристики лазера

NanoTR: Лазер накачки ~1 нс длительность импульса, длина волны 1550 нм, луч ~100 мкм; зондирующий лазер непрерывной волны 785 нм, луч ~50 мкм.

PicoTR: Лазер накачки ~0,5 пс ширина импульса, длина волны 1550 нм, ~45 мкм луч; зондирующий лазер ~0,5 пс импульсы на 775 нм, ~25 мкм луч.

3. Совместимость по толщине образца (режим RF)

NanoTR: Смолы: ~30 нм - 2 мкм I Керамика: ~300 нм - 5 мкм I Металлы: ~1 мкм - 20 мкм

PicoTR: Смолы: ~10 нм до 100 нм I Керамика: ~10 нм до 300 нм I Металлы: ~100 нм - 900 нм

4. Скорость измерения

NanoTR: Очень быстро - результаты за секунды (< 30 с).

PicoTR: Быстро - результаты за несколько минут (< 5 мин).

5. Использование и гибкость

Оба прибора поддерживают режимы переднего нагрева/переднего обнаружения (FF) и заднего нагрева/переднего обнаружения (RF) для непрозрачных или прозрачных подложек. Оба прибора обеспечивают абсолютные измерения и соответствуют стандартам JIS R 1689 и JIS R 1690 для получения надежных данных о теплопроводности тонких пленок и межфазном термическом сопротивлении.

Что выбрать?

Выбирайте NanoTR, если вы работаете с тонкими пленками большой толщины (от микрометров до ~100 нм) и нуждаетесь в сверхбыстрых результатах за считанные секунды. Идеально подходит для рутинного контроля качества и НИОКР, где важны скорость и гибкость.

Выбирайте PicoTR, если вам необходимо проанализировать сверхтонкие пленки (толщиной ~10 нм) с высочайшей временной точностью. Идеально подходит для передовых исследований, новейших материалов и приложений, где важен каждый нанометр.

Совет: Многие лаборатории используют обе системы вместе - NanoTR для скорости анализа толстых слоев и PicoTR для точности анализа тончайших пленок, обеспечивая полный охват от нанометров до микрометров. Пожалуйста, свяжитесь с нами напрямую, и мы вместе с вами подберем оптимальное решение.

Сравнение в общих чертах

Характеристика	`NanoTR`	`PicoTR`
Временное разрешение	Наносекунды (нс)	Пикосекунды (пс)
Идеальная толщина пленки	Толстые пленки (30 нм ~ 20 мкм)	Сверхтонкие пленки (10-900 нм)
Скорость измерения	Секунды	Минуты
Ширина луча (насос/зонд)	~100 мкм / ~50 мкм	~45 мкм / ~25 мкм
Режимы измерения	РЧ И ФФ	РЧ И ФФ
Соответствие стандартам	JIS R 1689 / JIS R 1690	JIS R 1689 / JIS R 1690

Приложения для термоотражения

Управление тепловыми потоками в современных устройствах начинается с понимания поведения тонких пленок и интерфейсов. NETZSCH NanoTR и PicoTR Анализаторы используют времяпролетное термоотражение (TDTR) для точных бесконтактных измерений теплопроводности, теплопроводности и межфазного термического сопротивления в пленках толщиной от нескольких нанометров до нескольких микрометров. Если вы разрабатываете микроэлектронику нового поколения, повышаете эффективность светодиодов или оптимизируете материалы для батарей, эти приборы предоставят вам данные, необходимые для разработки материалов и систем с превосходными тепловыми характеристиками.

Типичные области применения включают:

Светодиодные и лазерные устройства
- Измерение теплопроводности эпитаксиальных слоев и подложек
- Анализ сопротивления интерфейсов для теплораспространяющих слоев
Тонкопленочные покрытия
- Тепловое поведение оптических покрытий, твердых покрытий и защитных слоев
- Проверка однородности слоев на пластинах или подложках
Термоэлектрические материалы
- Оценка тонкопленочных термоэлектрических элементов для оптимизации эффективности
Хранение данных и фотоника
- Управление теплом в слоях магнитных накопителей и фотонных компонентах
Аккумуляторы и энергетические материалы
- Тепловые свойства тонких электродных покрытий, сепараторов и слоев твердого электролита
Исследования и разработки
- Анализ материалов для нанотехнологий, современных композитов и новых функциональных пленок
- Исследование межфазного термического сопротивления (сопротивление Капицы) в многослойных системах

Читайте соответствующие научные статьи

Измерение теплофизических свойств тонких пленок Определение температуропроводности тонких пленок Твердотельные электрохимические термические транзисторы

Средства массовой информации и обучение

Брошюры и информационные листы

Узнайте об основном принципе импульсного светового терморефлектометра, его применении, типичных образцах, подготовке образцов и областях применения.

Пожалуйста, разрешите сохранение маркетинговых файлов cookie, чтобы посмотреть видео.

На этом вебинаре мы познакомимся с основами методов терморефлектометрии во временной области и рассмотрим общую настройку прибора для измерения нанометровых тонких пленок.

Пожалуйста, разрешите сохранение маркетинговых файлов cookie, чтобы посмотреть видео.

Основы теории и анализ данных: Методы терморефлектометрии во временной области для образцов нанометрового диапазона толщины

Показать больше видео